[發(fā)明專利]一種多功能機(jī)器人教學(xué)仿真工作站

在審

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• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114137854A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳強(qiáng);李桂祥;袁振東
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 陶純佳

1.一種多功能機(jī)器人教學(xué)仿真工作站，包括PLC控制器、PLC插件、信號配置模塊，其特征在于：所述PLC控制器為工作站內(nèi)最核心的組成，所述PLC控制器可編程邏輯控制器，具有輸入電路、控制環(huán)節(jié)、輸出電路，由CPU、存儲器、用戶編寫的程序組成，所述PLC控制器分別用于配置PLC的類型、IP地址和端口，PLC信號配置中有四種參數(shù)，READ_ITEM_COUNT和WRITE_ITEM_COUNT用于記錄讀PLC和寫PLC信號的數(shù)量，READ_ITEM+序號和WRITE_ITEM+序號，表示具體的讀寫PLC信號信息，可以添加多條信號，值由分號隔開，依次描述信號存儲于Redis數(shù)據(jù)庫中的虛擬鍵名、PLC輸入/輸出地址、信號名稱，所述PLC插件啟動后通過Profile類的GetValue()方法獲取配置文件中信息，然后進(jìn)行設(shè)備信息恢復(fù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能機(jī)器人教學(xué)仿真工作站，其特征在于：所述PLC插件啟動后會加載配置文件中的PLC型號、IP地址和端口，然后可以通過，連接、斷開，按鈕來控制與目標(biāo)PLC的通信狀態(tài)，所述信號配置模塊是PLC信號與其它設(shè)備信號交互的模塊，是整個PLC交互界面的核心，信號配置模塊中使用了兩個ListView控件對PLC的輸入輸出信號配置和顯示，在列表的右擊菜單中選擇，添加，功能會彈出添加信號界面，填寫信號的名稱、信號對應(yīng)的Redis虛擬鍵名、PLC的輸入/輸出地址和當(dāng)前信號值，確定添加后一條信號的詳細(xì)信息會顯示在列表中，輸入列表中的當(dāng)前值為Redis中存儲的其它設(shè)備的信號值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能機(jī)器人教學(xué)仿真工作站，其特征在于：所述信號值會寫入列表中配置的PLC輸入地址中，輸出列表中的當(dāng)前值為列表中描述的PLC輸出地址的信號值，該值會存儲于配置中的Redis鍵名中，通過，啟動，按鈕來運(yùn)行PLC插件，通過，停止，按鈕結(jié)束PLC插件，插件停止時PLC的配置信息會通過析構(gòu)函數(shù)保存到配置文件中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能機(jī)器人教學(xué)仿真工作站，其特征在于：所述PLC插件后臺使用線程池開辟了三個線程來完成主要業(yè)務(wù)，分別為讀PLC線程、寫PLC線程和更新界面線程，讀PLC線程的任務(wù)是利用PLC驅(qū)動中的讀數(shù)據(jù)接口采集PLC的寄存器數(shù)據(jù)，之后將數(shù)據(jù)存儲于Redis數(shù)據(jù)庫中，寫PLC線程的任務(wù)是讀取Redis數(shù)據(jù)庫中其它設(shè)備的數(shù)據(jù)，然后寫入指定的PLC寄存器中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能機(jī)器人教學(xué)仿真工作站，其特征在于：所述PLC插件內(nèi)的多個線程同時訪問共享資源將會導(dǎo)致程序異常甚至崩潰，這時需要對線程進(jìn)行合理分配并實(shí)現(xiàn)線程同步，首先需要向操作系統(tǒng)申請對象鎖，該對象鎖處于釋放狀態(tài)，那么該線程可以立即獲取對象鎖并且訪問該對象，如果對象鎖處于被占用狀態(tài)，表明其它線程在訪問該對象，當(dāng)前線程會處于阻塞狀態(tài)，直到其它線程執(zhí)行完任務(wù)釋放對象鎖，該線程才能獲取對象鎖并訪問該對象，后臺程序中采用Monitor靜態(tài)類實(shí)現(xiàn)線程同步，對象為PLCPLC插件中的共享數(shù)據(jù)，使用線程池創(chuàng)建讀PLC控制器線程、寫PLC控制器線程和更新界面線程三個線程，每個線程的任務(wù)都嵌套在while循環(huán)中，執(zhí)行任務(wù)前都需要執(zhí)行Monitor.Enter()語句，如果能獲得對象鎖則執(zhí)行任務(wù)，任務(wù)執(zhí)行完畢后使用Monitor.Exit()語句釋放對象鎖，對象鎖被占用則進(jìn)入下一個循環(huán)等待鎖被釋放后再執(zhí)行任務(wù)，如法炮制，保證了同一時間只能有一個線程訪問PLC插件的共享資源，因為每個線程任務(wù)執(zhí)行時間較短，所以線程同步不會造成很大的數(shù)據(jù)延遲。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能機(jī)器人教學(xué)仿真工作站，其特征在于：所述PLC插件內(nèi)啟動宿主程序來加載該插件，插件加載后會將配置文件中的信息載入交互界面，如果配置中的連接信息與目標(biāo)機(jī)一致，則通過，連接，按鈕連接PLC，否則更改連接信息后再嘗試連接，成功連接PLC后，在信號配置列表中添加或更改虛擬調(diào)試信號，信號配置完成之后通過，啟動，按鈕運(yùn)行PLC插件。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多功能機(jī)器人教學(xué)仿真工作站，其特征在于：所述PLC插件一方面讀PLC線程讀取PLC寄存器數(shù)據(jù)并寫入Redis數(shù)據(jù)庫，同時更新界面線程實(shí)時顯示采集的PLC寄存器數(shù)據(jù)，另一方面寫PLC線程讀取所配置的Redis數(shù)據(jù)庫中信號值并寫入PLC目標(biāo)寄存器中，同時更新界面線程實(shí)時顯示所讀取Redis數(shù)據(jù)庫中的信號值，循環(huán)往復(fù)，直到虛擬調(diào)試任務(wù)完成則通過，停止，按鈕結(jié)束PLC插件。